C/C++；结构内存布局等效性 考虑以下C结构和C++结构声明： extern "C" { // if this matters typedef struct Rect1 { int x, y; int w, h; } Rect1; } struct Vector { int x; int y; } struct Rect2 { Vector pos; Vector size; }

Rect1

和

Rect2

对象的内存布局是否始终相同

具体来说，我是否可以安全地

重新解释从
Rect2*
到
Rect1*
的强制转换，并假设
Rect2
对象中的所有四个
int
值都与
Rect1
中的四个
int
值一一匹配

如果我将

Rect2

更改为非POD类型（例如，通过添加构造函数），是否会有所不同

---

是的，它们总是一样的。 您可以在这里尝试运行下面的示例 它按照你的预期运行

  // Example program
#include <iostream>
#include <string>

typedef struct Rect1 {
  int x, y;
  int w, h;
} Rect1;

struct Vector {
  int x;
  int y;
};

struct Rect2 {
  Vector pos;
  Vector size;
};


struct Rect3 {
  Rect3():
   pos(),
   size()
  {}
  Vector pos;
  Vector size;
};


int main()
{

  Rect1 r1;
  r1.x = 1;
  r1.y = 2;
  r1.w = 3;
  r1.h = 4;
  Rect2* r2 = reinterpret_cast<Rect2*>(&r1);
  std::cout << r2->pos.x << std::endl;
  std::cout << r2->pos.y << std::endl;
  std::cout << r2->size.x << std::endl;
  std::cout << r2->size.y << std::endl;


  Rect3* r3 = reinterpret_cast<Rect3*>(&r1);
  std::cout << r3->pos.x << std::endl;
  std::cout << r3->pos.y << std::endl;
  std::cout << r3->size.x << std::endl;
  std::cout << r3->size.y << std::endl;
}

//示例程序
#包括
#包括
typedef结构Rect1{
int x，y；
int w，h；
}Rect1；
结构向量{
int x；
int-y；
};
结构Rect2{
向量位置；
载体大小；
};
结构Rect3{
Rect3（）：
pos（），
大小（）
{}
向量位置；
载体大小；
};
int main（）
{
Rect1-r1；
r1.x=1；
r1.y=2；
r1.w=3；
r1.h=4；
Rect2*r2=重新解释铸件（&r1）；
标准：：cout pos.x

我想是的，但我也认为（法律上）在
Rect2:：pos
和
Rect2:：size
之间可能会有填充。因此，为了确保这一点，我会在“pack”中添加特定于编译器的属性字段，从而保证所有的<代码> INT/CARS> s是紧密的，这是关于C和C++的，更重要的是，当编译两种语言时，即使编译器来自单个供应商，也可能使用两个不同的编译器。
使用
reinterpret\u cast
将指向一种类型的指针转换为指向另一种类型的指针，可能会违反“严格别名”规则。假设您随后取消引用该指针，在本例中，您会这样做
添加构造函数不会改变布局（尽管它会使类成为非POD），但在两个字段之间添加访问说明符（如
private
）可能会改变布局（实际上，不仅仅是理论上）

Rect1和Rect2对象的内存布局是否始终相同

是的。只要有明显的需求，它们就保证是相同的。这些明显的要求是关于目标平台/架构在对齐和字大小方面是相同的。换句话说，如果你愚蠢到编译不同目标平台（例如，32位对64位）的C和C++代码。然后尝试混合它们，这样你就有麻烦了，否则，你就不用担心，C++编译器基本上需要产生与C一样的内存布局，而ABI在给定的字大小和对齐方式中被固定在C中。
具体来说，我可以安全地将_cast从Rect2*重新解释为Rect1*并假设Rect2对象中的所有四个int值都与Rect1中的四个int值一一匹配吗
是的，这是第一个答案

如果我将Rect2更改为非POD类型（例如，通过添加构造函数），是否会有所不同

不，或者至少不再是。唯一重要的是，该类仍然是一个类，不受构造函数或任何其他非虚拟成员的影响。这自C++11（2011）标准以来一直有效。在此之前，该语言是关于“POD类型”的，正如我刚才为标准布局提供的链接中所解释的那样。如果您有一个C++11之前的编译器，那么它很可能仍然按照与C++11标准相同的规则工作（C++11标准规则（适用于标准布局和普通类型）基本上是按照所有编译器供应商已经完成的工作编写的）.
对于像您这样的标准布局类，您可以轻松检查结构的成员是如何从结构开始定位的

#include <cstddef>

int x_offset = offsetof(struct Rect1,x); // probably 0
int y_offset = offsetof(struct Rect1,y); // probably 4
....
pos_offset = offsetof(struct Rect2,pos); // probably 0
....

#包括
int x_offset=offsetof（struct Rect1，x）；//可能为0
int y_offset=offsetof（struct Rect1，y）；//可能是4
....
pos_offset=offsetof（struct Rect2，pos）；//可能为0
....

是的，它们总是一样的。您应该能够安全地强制转换并访问与测试无关的intsrelated，因为您的测试没有证明任何东西，并且您的代码违反了规则。​+1但最后一项是不正确的。添加构造函数不应该影响任何东西，他的类仍然是标准布局。我非常确定
Rect1
和
Rect2
是布局兼容的，所以实现他想要的最好方法是使用包含这两种类型的
union
。@Praetorian“实现他想要的最好方法是使用<代码>联合<代码>”如果他打算给C++类型添加一个构造函数，那么它就不再是微不足道的（仍然是标准布局，而不是琐碎的）。这意味着他不能把它放在联合< /C>中。在任何情况下，很明显，OP打算通过C代码和C++代码交互，例如通过将<代码> StR2*<代码>传递给C函数，将C解释为<代码>矩形1*>代码>，反之亦然，这是普通的实践，也是标准Layo的全部原因。ut规则存在于C++11中。@MikaelPersson是的，这正是我正在做的。而且，我的代码中的
Vector
和
Rect2
版本确实有构造函数。@Praetorian似乎我可以在没有联合的情况下完成我想要的。@MikaelPersson（之前错过了你评论的后半部分，所以现在回复整件事）。允许您在联合中放置非平凡类型。您是对的，存在用于与其他语言互操作的标准布局规则，但这仍然不允许类型双关（在实践中可能会起作用）。您可以使用
char*
将别名添加到对象中，或者如果它们与布局兼容，请将它们固定在一个并集中，并使用该并集来更改类型。谢谢，我不知道
的偏移量。这可能会派上用场。不必客气。还可以使用std:：is_standard_layout:：v检查是否为标准布局类“是的，只要有某些明显的要求”